人工智能技術服務專業(yè)調研報告

1、人工智能技術專業(yè)調研報告目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 一、人工智能的主要研究范疇21.1自然語言處理21.2計算機視覺21.3深度學習2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 二、人工智能目前最廣泛的應用32.1人工智能在醫(yī)療衛(wèi)生服務中的應用32.2人工智能在基層醫(yī)療衛(wèi)生服務中的應用42.3人工智能技術在護理領域的應用42.4人工智能在心臟磁共振成像中的應用52.5人工智能技術在文教娛樂領域中的應用52.6人工智能技術在教育行業(yè)中的應用52.7人工智能技術在出版行業(yè)中

2、的應用62.8人工智能技術在圖書館的應用62.9人工智能技術在制造業(yè)和服務行業(yè)中的應用710人工智能技術在紡織行業(yè)的應用72.11人工智能技術在煉化領域的應用812人工智能技術在客服系統(tǒng)的應用82.13人工智能技術在銀行業(yè)的應用92.14人工智能技術在食堂配餐系統(tǒng)的應用9 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 三、人工智能的發(fā)展前景9 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 四、專業(yè)培養(yǎng)目標101、人工智能技術方向培養(yǎng)目標10 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document

3、 五、培養(yǎng)模式及特色111、采用“三段式”+“三明治”+三學期制培養(yǎng)模式112、專業(yè)特色12（1）課程設置與培養(yǎng)內容而向行業(yè)、企業(yè)需求12（2）構建了個性化人才培養(yǎng)體系12 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 六、主干學科、主要課程、專業(yè)核心課程13 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 七、專業(yè)建設模塊13 “人工智能”這一概念1956年在達特茅斯會議上被首次提出，到現(xiàn)在已經有了60多年的發(fā)展歷程。人工智能是一門交義、廣泛的科學，它的研究目的是使機器能夠像人類一樣識別、學習、思考。隨著互聯(lián)網技術的高

4、速發(fā)展，人工智能技術不斷革新，應用領域不斷擴大。人工智能的發(fā)展曲折起伏，在其發(fā)展的早期取得如機器定理證明等一些成果，這些成果激勵人們對人工智能領域有了更高的期望，然而由于理論技術的局限，人們提出了一些不合理的目標，翻譯機器鬧出的笑話等失敗的研究使得人們的預期落空。20世紀70年代初到80年代中，通過模擬人類專家的知識和經驗去解決特定問題的專家系統(tǒng)應用在化學、醫(yī)療等領域，實現(xiàn)了人工智能從理論到實際應用的重大突破；緊接著人工智能技術迎來發(fā)展的低迷期，專家系統(tǒng)知識儲備不足、分析問題方式單一等問題暴露出來；1997年，深藍計算機戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫；2011年至今，隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網

5、等快速發(fā)展，以神經網絡為基礎的人工智能技術極大地促進了科學轉化為應用，圖像識別、語音識別、無人駕駛等迎來前所未有的發(fā)展高潮。大量以深度學習為基礎的人工智能技術有著人工干預的局限性，科研人員試圖使用減少人工干預的自主智能方法來降低人員成本，未來人機混合智能將會成為主要發(fā)展方向。2017-07,國務院發(fā)布新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃，為搶占全球人工智能制高點，中國己將其上升至國家戰(zhàn)略，國務院要求從小學起增加人工智能相關課程，形成人才梯隊，搶抓人工智能發(fā)展機遇將會給科技發(fā)展和產業(yè)變革帶來重大影響。一、人工智能的主要研究范疇1.1自然語言處理語言是人類區(qū)別于其他動物的本質特征，人類的智慧大多以語言的實質得以

6、記載或者流傳，自然語言處理是人工智能領域的重要分支，主要包括自然語言理解和自然語言生成，它的目的是實現(xiàn)人機間自然語言通信，把帶有潛在歧義的自然語言輸入轉換成某種無歧義的計算機內部表示。想要實現(xiàn)通用的、高質量的自然語言處理是人類的終極目標。雖然目前這一項研究針對一定應用己經產生實用系統(tǒng)，一部分己經企業(yè)化，共至開始產業(yè)化，但是自然語言處理面臨的主要問題仍是詞義結合不到語境中，容易產生歧義。1.2計算機視覺計算機視覺方向是研究使機器“看”的科學，利用攝影機和計算機模擬生物的眼睛對目標進行識別和跟蹤，使系統(tǒng)從圖像或多維數(shù)據(jù)中感知并且獲取信息。目前計算機視覺技術包主要包括圖像識別、圖像處理、空間形狀描述

7、，計算機視覺技術應用領域廣泛，人臉識別、指紋識別、虹膜識別在門禁認可、身份識別等方面精準可靠，這一方向的研究極大地促進了制造業(yè)的發(fā)展。1.3深度學習人工智能技術具有標準化的數(shù)據(jù)庫和深度學習的能力；人工智能技術的兒個亞領域包括機器學習、代表性學習、深度學習，監(jiān)督學習是目前最成功的機器學習算法，會使輸出部分的錯誤最小化。深度學習算法旨在利用計算機，建立模擬人類大腦分析學習的神經網絡，從而獲取知識和技能，重新組織知識結構使之不斷改善自身性能。深度學習可應用在人工智能技術研究的各個方向，比如基于深度學習的智能搜索不僅能綜合考察文獻的重要性、相關性等指標，還可以對檢索結果進行排序,提高檢索效率；除此之外

8、為用戶提供興趣自動識別、智能信息化過濾等功能，如瀏覽器上“除了這些，你可能還喜歡的是”,購物網站上試試用這些篩選”“你可能喜歡”。深度學習算法在計算機視覺、語咅識別、機器翻譯、數(shù)據(jù)挖掘等領域都取得很多成果。二、人工智能目前最廣泛的應用人工智能是一門邊緣學科，也是一門交義學科，人工智能技術的發(fā)展涉及計算機、數(shù)學、心理學、社會學等眾多學科。人工智能近年來發(fā)展迅速，在醫(yī)療、文教娛樂行業(yè)、制造業(yè)和服務業(yè)等領域應用最為廣泛，以下舉例說明人工智能技術在相關領域的應用。2.1人工智能在醫(yī)療衛(wèi)生服務中的應用新聞報道中己經提及中國的人工智能在診斷腦瘤上打敗了醫(yī)生；人工智能技術可以監(jiān)測帕金森病和多發(fā)性硬化癥(MS

9、)等疾病；比專家發(fā)現(xiàn)更多的皮膚癌變；比專家更準確、更快地發(fā)現(xiàn)腦瘤和其他疾病，通過數(shù)據(jù)分析遏制過度用藥危機；研究人員利用已經掌握的化學相互作用知識，通過人工智能算法得到與動物實驗結果相同的檢測結果，這一研究未來可能取代動物實驗，預測成上萬的化學物質毒性。人工智能相關技術的發(fā)展，給醫(yī)療行業(yè)帶來了前所未有的希望曙光。2.2人工智能在基層醫(yī)療衛(wèi)生服務中的應用人工智能技術在基層醫(yī)療衛(wèi)生中的應用更新發(fā)展迅速，趙嘉瑩等2提出人工智能技術可以按照己編寫好的計算機診斷程序對患者進行診斷，根據(jù)患者的癥狀提出治療建議，當遇到程序無法診斷的疑難雜癥時，人工智能技術利用己有的數(shù)據(jù)給出轉診建議，幫助患者轉到專科醫(yī)生那里進

10、行治療。專科醫(yī)生的診療信息可以反饋給人工智能相關設備和算法，使人工智能設備增加病例信息，以便以后遇到相似的疾病時對患者進行診斷。人工智能技術還可以在?？漆t(yī)生給出治療方案后，對患者進行后期的恢復觀察和管理?；鶎俞t(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的建設無疑將帶給中國基層醫(yī)療衛(wèi)生服務E躍式的進步。2.3人工智能技術在護理領域的應用程攀指出，人工智能技術在護理領域的應用主要體現(xiàn)在飲食護理、慢性病護理、智能病房，在飲食護理中，失能老年人和患病老年人隨著人口老齡化的數(shù)量越來越多，通過人機交互系統(tǒng)提供人機交互和輔助進食服務幫助老年人進食；隨著中國慢性病人口數(shù)量的增加，慢性病患者對護理需求更大，利用人工智能技術監(jiān)測患者相關指標數(shù)據(jù)

11、的變化，幫助患者增強自我管理，提高患者生活質量；智能病房依托于自然語言技術和認知計算，通過說話可以控制房間里的溫度、燈光等。將人工智能技術應用在護理領域，患者可在就診前完成健康評估，為后期的治療和護理做好保障，同時護理人員減少手寫記錄，提高護理工作效率，減輕護理工作負擔。不僅如此科學的數(shù)據(jù)也能提供更為優(yōu)化的護理方案，使患者早發(fā)現(xiàn)早治療，通過數(shù)據(jù)和智能監(jiān)測保障人們的生命安全。2.4人工智能在心臟磁共振成像中的應用人工智能技術在醫(yī)療領域的廣泛應用受到好評，這與其在難度較大的研究中發(fā)揮重要作用有極大關系。由于人工智能相關技術的發(fā)展，自動化操作已經用于心臟磁共振成像程序的選擇、成像計劃、影像的釆集和重

12、建。心臟磁共振成像可被用于心室功能、灌注、血流、組織特性的測量，基于深度學習的左室功能全自動測量方法得到的參數(shù)與專家手動得到的數(shù)據(jù)集的結果高度一致，研究顯示由于心臟磁共振成像較單光子發(fā)射計算機斷層成像相比具有更高的空間分辨率，診斷結果準確性更高。深度學習算法的典型模型卷積神經網絡和循環(huán)神經網絡，目前在圖形識別領域應用十分廣泛，通常在深度神經網絡中組合使用。通過深度學習算法，心臟磁共振成像技術幫助分析與結果相關的數(shù)據(jù)，能夠預測事件發(fā)生的概率。對相關研究指標標準化將極大推動心臟磁共振成像圖像分析算法的發(fā)展。不僅如此，人工智能技術還在醫(yī)療機器人、藥物研發(fā)、醫(yī)療影像、基因測序、健康管理等方面不斷有突破

13、性進展。2.5人工智能技術在文教娛樂領域中的應用互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，打破了過去紙質版?zhèn)鞑サ木指綦S著人工智能技術的發(fā)展，出現(xiàn)的智能搜索、智能化學習模式在改變著人們接受知識的方式，智能化教育更是為文教行業(yè)帶來新的商業(yè)模式和產業(yè)鏈。以下舉例說明人工智能技術在文教娛樂領域中的應用。2.6人工智能技術在教育行業(yè)中的應用人工智能相關技術己經在教育行業(yè)中得到應用，中國用人工智能技術來給作業(yè)評分，利用自然語言處理技術對作文進行評判已被廣泛應用于教學中，例如在英語作文評判中可以保證在詞匯、語法方面統(tǒng)一評價標準，但是也存在評價過于機械化的缺陷，使學生的分數(shù)差距不是太大；在英語教學中，人工智能可以根據(jù)學生的實際水

14、平和情況為學生匹配口語練習資料，同時陪伴學生練習口語；在護理教育中，人工智能技術可提供更加個性化、人性化的學習環(huán)境，針對學生的學習興趣、現(xiàn)實需 求和學習習慣制定出合適的個性化的學習規(guī)劃，并對學生進行實時跟進和評測，旨在對學生做出更加客觀的評價，人工智能技術也能在數(shù)據(jù)挖掘之下獲得學生學習狀況與外部條件的關系從而預估學習趨向，對于基于大數(shù)據(jù)技術的“私人訂制”個性化教程，不可否認其確實對教學起到輔助作用。2.7人工智能技術在出版行業(yè)中的應用武菲菲提出，在7J物皆媒”的人工智能時代，人工智能技術在出版行業(yè)也得到了應用，利用大數(shù)據(jù)技術，人工智能對于新聞內容生產、圖書編輯、用戶需求挖掘、選題營銷決策等產生

15、積極影響。人工智能可在數(shù)據(jù)釆集后進行數(shù)據(jù)分析，設計傳達內容，編寫出簡單的新聞稿件；利用大數(shù)據(jù)分析，抓取讀者對于熱點的關注度，分析讀者的興趣所在，從而為讀者提供個性化的閱讀方案；營銷人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析做出更具針對性的營銷方案。2.8人工智能技術在圖書館的應用國內已有圖書館進行智慧圖書館建設，智能檢索和智能參考咨詢技術為應用最廣泛的兩項技術，楊九龍等人指出，智能檢索可以根據(jù)用戶歷史檢索信息為用戶提供感興趣的信息，或者預測熱點信息，提高檢索成功率；智能參考咨詢主要體現(xiàn)在智能聊天、實時提供咨詢服務方面。人工智能技術在圖書館的應用為建設現(xiàn)代化智能圖書館奠定基礎。在網頁技術方面，微軟推出人工智能網頁設計

16、工具，可以將手工繪制的網頁模型轉換為功能性的HTML標記，而不是依賴應用程序對明確的指令做出奴性的回應。2.9人工智能技術在制造業(yè)和服務行業(yè)中的應用人工智能技術被應用到制造業(yè)和服務行業(yè)中，正在改變著人們的工作方式和生活方式，機器工作極大地解放了勞動力，智能化的機器更是為制造業(yè)和服務業(yè)的產業(yè)成果、產業(yè)質量提供更加可靠的保障。以下舉例說明人工智能技術在制造業(yè)和服務行業(yè)中的應用。1.10人工智能技術在紡織行業(yè)的應用根據(jù)蔣高明等人的研究，利用深度學習算法，快速精準地在圖案數(shù)據(jù)庫中檢索到與實物圖相符的產品，在線織物疵點檢測中，以機器視覺技術為基礎的人工智能技術發(fā)揮了極大作用，這項技術有檢測速度快、定位精

17、度高、疵點類型覆蓋廣、機械損耗和維護成本較低的優(yōu)點；利用決策樹算法找出各生產要素與產品質量的相互關系，構建合理的質量決策模型，提高生產質量。人工智能技術不止對針織產品的生產過程有所幫助，而且在生產管理方面也提高了行業(yè)工作效率。在質量實時監(jiān)測、產量報表生成、訂單跟蹤等方面人工智能技術可以在數(shù)據(jù)分析的基礎上指導生產管理，根據(jù)實際原料與生產能力為企業(yè)提出合理的生產計劃，以滿足顧客的需求和應對市場競爭。不僅如此，利用人工神經網絡還可以對未來流行趨勢進行預測，促進行業(yè)的升級。2.11人工智能技術在煉化領域的應用煉化企業(yè)中人工巡檢并不能滿足現(xiàn)巡檢的要求，開發(fā)智能巡檢機器人可以降低巡檢強度、提高巡檢質量、降

18、低人身傷害風險，由于煉化企業(yè)裝置密集，開發(fā)巡檢機器人代替人工進行巡檢的難度很大，目前鮮有應用，但也有公司進行嘗試和應用。巡檢機器人應當具備自動或半自動移動能力、現(xiàn)場設備狀態(tài)診斷能力、有毒有害和爆炸性氣體檢測能力以及報警能力，為了滿足現(xiàn)實以上應用要求，智能巡檢機器人將主要由導航與控制系統(tǒng)、檢測傳感系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)、智能識別系統(tǒng)以及實時通信系統(tǒng)五部分組成，這是未來巡檢機器人的發(fā)展趨勢。一旦巡檢機器人應用在煉化企業(yè)，這一領域的工作效率將會大幅提升，工作人員可以從事更為精細的檢查服務，確保煉化企業(yè)中的巡檢工作達到標準更高的狀態(tài)。2.12人工智能技術在客服系統(tǒng)的應用王錚等人提出，語音識別技術、自然語言

19、處理、知識庫管理、語音合成技術等技術是客服系統(tǒng)的關鍵技術，利用信號處理對語音進行識別，共至可以產生多種識別結果，識別結果帶著置信度的標識，應用程序根據(jù)置信度向客戶展示這些結果，供客戶進行二次選擇；通過獨特的詞向量處理和適當?shù)亩叹淦ヅ洌梢杂行幚硪恍o法找到責任方共至無法處理的問題，將人工智能技術應用于處理普遍性突出、重復性高的工單處理環(huán)節(jié)中，可以極大地提高工作效率，降低人工成本。在語音服務方面，雖然存在著機器回復生硬、死板的問題，但不可否認人工智能技術在客服系統(tǒng)中有著廣闊的應用前景。2.13人工智能技術在銀行業(yè)的應用人工智能技術在各個領域的應用是大勢所趨，近年來，國際國內的不少金融機構引入人

20、工智能技術促進行業(yè)發(fā)展，比如利用人工智能技術，根據(jù)投資者的實際惰況的投資目標，為投資者推薦投資計劃的智能投顧；非接觸性的人臉識別技術大大提高業(yè)務辦理速度，同時避免了接觸性操作帶來的疾病傳播；智能柜臺基本可以自助辦理所有業(yè)務，從前臺的個性化服務，到中臺的提供專業(yè)決策支持，再到大堂迎賓、業(yè)務咨詢、分流引導的服務均可實現(xiàn)；通過大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)智能風控，降低金融風險；成立無人智能銀行，通過智能機器人引導客戶辦理各種業(yè)務。將人工智能技術應用在銀行業(yè)中，對客戶而言提高了審核速度，減少了排隊等候時間，簡化了繁雜的流程。2.14人工智能技術在食堂配餐系統(tǒng)的應用目前己有學校、機構在使用人工智能技術支配的機器人進行

21、炒菜和自動打飯，使用機器人炒菜能更加精準控制油溫，避免因溫度過高導致油變質，同時機器人可以精準控制油、鹽的添加量，使飯菜更加健康，機器人操作也避免了掉入頭發(fā)、汗水等情況，保證實物更為衛(wèi)生。自動打飯使得飯量更為精準，避免因人為操作導致飯量不同帶來的用餐心理不平衡，用餐體驗差。此外，印度鐵路公司也己經通過人工智能技術檢測確保食物衛(wèi)生。三、人工智能的發(fā)展前景目前對于人工智能技術的討論和研究十分火熱，根據(jù)人工智能的實力，將其分為弱人工智能、強人工智能和超人工智能，現(xiàn)階段人類的科技己經達到一定水平，但是仍然處于弱人工智能時代，每一個弱人工智能的創(chuàng)新都是在為通往強人工智能時代和超人工智能時代添磚加瓦。中國

22、己將人工智能發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，因此政府必將投入更多人力、物力以促進其發(fā)展?，F(xiàn)有行業(yè)在人工智能技術的支持下己經發(fā)生前所未有的變化，用科技重構著人類的生產生活方式，為人類帶來極大的便捷。未來人工智能技術將作為基本要素重塑各個行業(yè)、深入各個行業(yè)，人工智能技術的發(fā)展勢不可擋，但是有一部分比較傳統(tǒng)的人不能接受此類技術帶來的變化，不接受這一技術的人將會被接受這一技術的人所取代。關于人工智能取代人類的這類擔憂有些杞人憂天，人工智能技術在迅速發(fā)展的同時確實引發(fā)了關于人文倫理的討論，但是技術終將服務于人類而不是取代人類。只要明確發(fā)展目標，找準發(fā)展方向，力求建立全面系統(tǒng)的智能社會，合理地利用科學的力量，讓技術服

23、務于人類，那么科學家和研究人員的愿望也就實現(xiàn)了。四、專業(yè)培養(yǎng)目標人工智能專業(yè)致力于培養(yǎng)符合國家戰(zhàn)略及安徽省人工智能產業(yè)發(fā)展需求，具備良好的信息科學、數(shù)理統(tǒng)計基礎、計算機系統(tǒng)知識及扎實的編程基礎，以及大數(shù)據(jù)基礎知識與技能，掌握AI核心原理和AI思維，能夠熟練運用數(shù)據(jù)思維、AI模型、工具、語音識別、NLP、圖像處理等技術解決實際問題的高素質應用型人才。畢業(yè)生畢業(yè)后可在政府部門或企事業(yè)單位從事智能系統(tǒng)集成、智能軟件設計與開發(fā)、智能應用系統(tǒng)的管理與運維工作。1、人工智能技術方向培養(yǎng)目標a）具備較好的數(shù)理基礎，熟悉常見的數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型，對常見統(tǒng)計模型有比較深刻的認識，能夠理解模型與待解決問題之間的對應關系

24、；b）掌握常用的數(shù)據(jù)結構與算法，具備應用成熟數(shù)據(jù)結構與算法解決軟件問題的能力；c）熟練掌握Python、Java、C/C+等一種以上程序語言，能夠使用Python等語言解決科學計算問題；d）熟練掌握數(shù)據(jù)庫原理，熟練使用T-SQL解決數(shù)據(jù)庫查詢、修改、刪除等常見的數(shù)據(jù)操作，能夠結合Python等高級語言完成基于數(shù)據(jù)庫的應用開發(fā)。e）熟悉主流大數(shù)據(jù)技術，能夠使用Spark結合大數(shù)據(jù)技術基礎完成數(shù)據(jù)的存儲及標注;f）熟練掌握常用機器學習及深度神經網絡的常用模型及其應用；g）能夠熟練使用Caffe、Theano、TorchTensorflow等任一種主流的深度學習框架進行智能應用系統(tǒng)的設計與開發(fā)；五、

25、培養(yǎng)模式及特色1、采用“三段式”+“三明治”+三學期制培養(yǎng)模式為了培養(yǎng)符合企業(yè)需求的應用型人才，有效提高學生的分析、解決問題與實踐動手的能力，人工智能專業(yè)采用“三段式”培養(yǎng)模式，即2+1+1夾層模式。第一階段為數(shù)理基礎及專業(yè)核心課程培養(yǎng)，該階段強化和拓寬數(shù)理基礎，為學生后期專業(yè)學習打好扎實的基礎；第二階段為專業(yè)方向課程學習及實訓和項目開發(fā)培養(yǎng)，該階段學生能力從基本技能鍛煉進階到項目開發(fā)，最后到崗位能力素養(yǎng)培養(yǎng)，逐步從基本知識能力過渡到軟件應用能力最后到崗位職業(yè)能力。第三階段為企業(yè)實習與畢業(yè)設計，在該階段每個學生至少完成6個月以上對口企業(yè)實習的經歷，通過企業(yè)實習使學生盡早地融入到社會企業(yè)文化當中

26、，真實體驗企業(yè)的職業(yè)要求，盡早建立職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，為就業(yè)做好準備工作。遵照執(zhí)行三學期制，秋季學期和春季學期主要安排課程學習，夏季學期主要安排應用型課程，以企業(yè)項目制工作模式進行教學探索，增強學生實踐技能。夏季學期課程_般由企業(yè)雙師團隊為主進行授課，讓學生及早感受到企業(yè)工作模式和節(jié)奏。2、專業(yè)特色人工智能專業(yè)以行業(yè)需求和企業(yè)崗位能力為導向，以建構主義思想重新構建面向行業(yè)應用的課程及其教學資源體系，以互聯(lián)網技術和信息化手段為依托建立符合認知學徒制的教學模式，建立面向應用能力的考核評價機制，實現(xiàn)全面系統(tǒng)的改革。（1）課程設置與培養(yǎng)內容面向行業(yè)、企業(yè)需求人工智能專業(yè)在一系列調研基礎上構建了面向行業(yè)應用型人才培養(yǎng)的課程體系。0提煉出基于學生實際的人工智能人才培養(yǎng)目標。針對培養(yǎng)目標分解出關鍵領域、關鍵單元及每個單元對應的知識、能力和素養(yǎng)，構建目標體系。0在充